哈工大机电工程学院机械工程专业导师介绍：吴伟国

　　►研究领域、研究方向、学术贡献及科研条件
　　一、所在学科
　　一级学科—机械工程
　　二级学科—机械设计及理论
　　二、主要研究方向
　　1. 具有多种移动方式的类人猿型机器人及其智能运动控制
　　主要研究双足步行、四足步行、脚用轮式移动及移动方式转换涉及的机构、理论、控制问题与实验；
　　2. 有面部表情及多感知机能的仿人全身机器人及“人工情感”
　　主要研究仿人全身机器人系统集成化设计与研制、仿人双足快速动步行理论与控制、大载荷/驱动与力感知一体化1:1比例仿人多指灵巧手及操作、有多种面部表情、嗅觉、视觉、语音等多感知机能及语音口形的1:1比例集成化仿人头像机器人及其人工情感理论与实验、仿人机器人全身行为与实验等；
　　3. 工业机器人及机器人用基础元部件
　　主要包括工业机器人操作臂设计与研发、仿人手臂及冗余度机器人机构学理论、短筒柔轮谐波传动、安全型无耦合六维力-力矩传感器等研究；
　　4. 仿生机构及机械学
　　主要研究：并联机构、串并联混合机构的空间机构学；仿生机构设计；人及动物足部的仿生力学及主被动控制等。
　　三、主要创新点及学术贡献
　　1. 为提高专家系统知识搜索、利用和推理机的推理效率，提出了机械设计专家系统知识表示中的过程型规则表示形式（1991年）；
　　2. 用矢量分析方法理论证明了国外全方位关节机构中Pitch和Yaw机构运动干涉问题，提出并研究了基于双环解耦和双万向节传动原理的新型Pitch-Yaw-Roll(内嵌另一Roll）的四自由度无奇异全方位关节机构及其机构学，设计研制了一种双环解耦轴承及新型全方位关节机构（1995年）；
　　3. 提出了基于变运动学模型的并联机构包围串联机构动力学等效变换定理及公式（1995年），该定理对于求解串并联混合机构动力学问题具有重要的理论意义（1995年）；
　　4. 建立了回避封闭/非封闭窗口型障碍的通用数学模型，提出了回避关节极限及封闭/不封闭障碍窗口型障碍二元准则的冗余自由度机器人操作臂逆运动学求解方法（1995年）；
　　5. 建立了仿人双臂手系统避碰作业的通用几何模型与数学模型，提出并研究了仿人双臂手避碰作业的逆运动学求解方法（1995年）；
　　6. 首次提出并研究了具有多种移动方式的类人猿型移动机器人的总体构想并研制了国际上首台原型样机（1999年-2000年）；
　　7. 首次提出并研究了仿人头像表情机器人的语音口形与语音协调问题，实现了基于汉语拼音的基本语音口形与语音协调技术（2006年）；
　　8. 首次提出了表情机器人的表情强度概念与表情强度系数（2006年）；
　　9. 基于Ekman面部表情编码系统原理，在国内首次真正实现了仿人头像机器人的喜怒哀乐等8种基本面部表情（2004年）；
　　10.在1999年提出的多移动方式类人猿型机器人总体概念与国际上首台类人猿机器人系统基础上，进一步提出了基于多感知功能、内部评价和决策模块的具有多种移动方式的移动机器人自治系统总体构想，并进行了实验研究（2005年）；
　　11.首次提出并设计研制了脚用轮式移动机构，并进行了控制方法与实验验证（2005年）；
　　12.提出并研究了基于有限状态机的人工情感理论模型，并进行了实验验证（2007年）；
　　13.提出并研究了基于余弦曲线变化规律的可变ZMP及三自由度倒立摆原理的双足稳定动步行控制方法（2005年）；
　　14.提出并研究了基于车-桌模型和预观控制的双足快速动步行控制方法（2008年）；
　　15.提出并研究了面向空间桁架结构的双臂手移动机构（2008年）；
　　16.实现了70自由度轻量化高刚度、高精度、超多自由度集成化仿人全身机器人系统的集成化设计（2009年）；
　　17.提出并研究了无耦合、安全型六维力-力矩传感器结构（2011年）；
　　18.提出并研究了针对张角问题、提高啮合刚度的短筒柔轮谐波传动元件设计与加工工艺方法,在国内首次研制成功了1/2、1/4长径比的新型短筒柔轮谐波齿轮传动样机，传动刚度测试实验同比结果表明提高了39%以上（已授权发明专利两项）（2012年）。
　　19.首次提出了大阻尼非完整约束欠驱动的概念，并提出了欠驱动机器人操作臂可靠抓握目标杆运动控制策略，创新设计了基于大阻尼欠驱动原理的新型手爪（已申请并被受理发明专利）（2013年）。
　　20.首次提出步行机器人稳定性训练系统总体概念及适于该系统的新型6-DOF串并联机构平台，并进行了机构原理分析与研究（发明专利已授权）（2013年）。
　　21.首次提出并研究人头面部轮廓数学模型以及在仿人头像机器人研究的应用问题（已申请并被受理发明专利）（2014年）。
　　22.提出并研究了基于绳索肌腱类挠性驱动单元及粘弹性动力学模型，并进行了较高频响和大负载能力的控制试验（已授权发明专利1项，已申请并被受理发明专利2项）（20010年、2014年）
　　23.面向实用化大着地冲击力问题的解决，探索性进行了具有绳传动挠性驱动单元的仿人双足步行机器人及试验研究，实现了稳定的双足步行控制。（已申请并被受理发明专利）（2014年）。
　　四、可利用的研究条件及设备
　　1.  现有自行研制的具有双足步行、四足步行、脚用轮式移动及移动方式转换功能的模块化组合式25自由度类人猿型机器人GoRoBoT-II系统一台；
　　2.  现有自行研制的有面部表情及视觉、语音功能的仿人头像机器人系统一台；
　　3.  现有自行研制的70自由度、具有表情智能头部及嗅觉/温度/视觉等多感知功能的集成化仿人全身机器人系统一台；
　　4.  现有自行研制的双臂手移动机器人系统一台（与1共用模块化部分）；
　　5.  自行设计研制的长径比为1/2、1/4比例标准齿、新加工工艺齿短筒柔轮谐波减速器各一台、刚度及回差测试装置一台；
　　6.  PC机10余台,RT-Linux实时操作系统、JR3及ATI六维力-力矩传感器各4套、数字示波器3台；
　　7.  高性能DC 伺服电机、DC伺服驱动器、PMAC运动控制卡、谐波传动单元等多套，可供模块化组合式机械系统设计使用；
　　8. 32轴UMAC运动控制系统一套；
　　9.  高档日立（HITACHI）SH系列单片机、语音识别开发板、CCD视觉系统、高功率DC开关电源、DC电池组及充电器等；
　　10.  装配、调试用机械与电动工具、量具，可自行装配、调试机器人系统；
　　11.  PS三维运动捕捉系统一套，可用于人体、仿人机器人肢体运动、头面部及其它物体三维运动捕捉和智能学习运动控制实验研究；
　　12.  研究室、实验室总面积115m2。